Synthesis of fluorescent dyes by Knoevenagel condensation reaction of di and tri aldehydes with cyano derivatives of CH acids

Chemia bioortogonalna jest prężenie rozwijającą się nową dziedziną nauki, która łączy ,,kowalencyjnie’’ świat reakcji chemicznych ze światem biologii komórki. Odkryte reakcje stosowane w bioortogonalnej ligacji mają na celu utworzenie połączenia pomiędzy badanym obiektem, a fluoryzującym znacznikiem w warunkach in vivo. Wysoka selektywność tych reakcji umożliwia badanie metabolizmu, dystrybucji leków i biomolekuł w miejscu ich działania, bez zakłócenia szlaków metabolicznych i homeostazy komórki. W poniższej pracy skupiono się na syntezie fluoryzujących barwników, które otrzymano w efekcie przeprowadzonych reakcji Duffa i Knoevenagela. Struktury zsyntezowanych związków potwierdzono w oparciu o analizę widm NMR, HRMS i IR. Dla otrzymanych pochodnych di- i tri- aldehydów wykonano pomiary widm absorpcyjnych, emisyjnych, a dla części z nich obliczono wydajność kwantową. Barwniki wykazujące najwyższą wydajność kwantową mogą znaleźć potencjalne zastosowanie w obrazowaniu leku przeciwnowotworowego palitakselu w komórkach Hela w wyniku reakcji cykloaddycji hetero-Dielsa-Aldera pomiędzy układem 1-oksabuta-1,3-dienu będącego częścią struktury syntezowanego barwnika, a eterem tiowinylowym obecnym w zmodyfikowanej cząsteczce leku.

Bioorthogonal chemistry is a thriving new field of science that connects , "covalently the world of chemical reactions with the world of cell biology. The discovered reactions used in bioorthogonal ligation are designed to aim to form a connection between the test object and a fluorescent tracer under in vivo conditions. The high selectivity of these reactions makes it possible to study the metabolism, distribution of drugs and biomolecules at their site of action, without disruption of metabolic pathways and cell homeostasis. The following work focuses on the synthesis of fluorescent dyes, which were obtained as a result of the Duff and Knoevenagel reactions carried out. The structures of the synthesized compounds were confirmed based on the analysis of NMR, HRMS and IR spectra. For the obtained di- and tri- aldehyde derivatives absorption and emission spectra were measured, and quantum yields were calculated for some of them. Dyes showing the highest quantum yields may find potential application in imaging drug anti-cancer drug palitaxel in Hela cells as a result of hetero-Diels-Alder cycloaddition reaction between the 1-oxabut-1,3-diene system that is part of the structure of the synthesized dye, and the thiovinyl ether present in the modified drug molecule.